BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM Bagian dari bab ini akan membahas mengenai analisa dan perancangan sistem yang akan dibangun pada pengerjaan tugas akhir ini. Pembahasan analisa meliputi analisa sistem, kebutuhan sistem, software, dan hardware. Sedangkan pembahasan perancangan meliputi perancangan alat, arsitektur sistem, dan desain interface. 3.1 Analisa Sistem Pada dasarnya smart home merupakan otomatisasi perangkat yang dapat dikendalikan dari jarak jauh. Sistem ini menggunakan Arduino sebagai mikrokontroler karena sifatnya yang open source, baik untuk hardware maupun software-nya. Diagram rangkaian elektronik Arduino digratiskan kepada semua orang. Bisa bebas men-download gambarnya, membeli komponen-komponennya, membuat PCB-nya dan merangkainya sendiri tanpa harus membayar kepada para pembuat Arduino. Sistem ini dibangun dengan tujuan pengawasan dan kontrol lampu, yang dimana user dapat mengakses panel kontrol dari web yang dibangun pada Arduino. Panel kontrol lampu dibangun menggunakan bahasa pemrograman PHP yang akan mengeksekusi program yang dibuat pada Arduino dan panel kontrol kamera pengawas menggunakan bahasa pemrograman Phyton. Agar sistem dapat diakses dimana saja diperlukan koneksi internet terhubung dengan Arduino, untuk mengaksesnya menggunakan VPN atau jaringan publik. 3.2 Analisa Kebutuhan Sistem Dalam membangun sistem yang sesuai dengan fungsi yang telah dirancang ada beberapa software dan spesifikasi hardware yang dibutuhkan, yaitu: 1. Software Perangkat lunak yang dibutuhkan adalah sebagai berikut: IDE Arduino : Software processing yang digunakan sebagai media pemrograman Arduino yang terintegrasi untuk menulis program, mengkompilasi, 19
dan men-debug jika ada kesalahan pemrograman, kemudian meng-upload-nya ke papan Arduino. Processing-nya menggunakan penggabungan antara bahasa C++ dan Java. PhpMyAdmin : Perangkat lunak open source yang ditulis dalam bahasa pemrograman PHP yang mengandung unsur HTML/XHTML, CSS, dan juga kode JavaScript dengan tujuan untuk memudahkan pengelolaan basis data MySQL. Python : salah satu bahasa pemrograman tingkat tinggi yang bersifat interpreter, interaktif, object oriented dn dapat beroperasi di hapir semua platform yang dapat digunakan untuk pemrograman yang memerlukan dinamisme tinggi. Apache : merupakan software web server yang bertanggung jawab pada requestresponse HTTP dan logging informasi secara detail. 2. Hardware Adapun perangkat keras yang dibutuhkan adalah sebagai berikut: Arduino Relay Switch USB Webcam Motor Servo Motor DC Adaptor Lampu PC : Sebagai Server 3.3 Perancangan Alat Tahap ini akan menjelaskan bagaimana perancangan alat pada sistem yang akan dibangun hingga sistem berjalan sesuai dengan yang diinginkan. Perangkat keras yang dibutuhkan yaitu; Arduino Relay Switch USB Webcam Motor Servo Motor DC Adaptor 20
Lampu PC : Sebagai Server Perangkat keras diatas adalah perangkat utama yang dibutuhkan dalam membangun sistem smart home. Tahapan yang dilakukan dalam pembangunannya adalah : 1. Pembuatan maket. Maket terbuat dari bahan akrilik dalam bentuk rumah. 2. Pemasangan Relay Switch pada arduino. Relay Switch adalah sebuah saklar/switch yang menggunakan magnet listrik untuk memutuskan dan menghubungkan titik kontak pada saklar. 3. Pemasangan motor servo pada arduino. Motor servo adalah yang mengontrol gerakan pada pintu gerbang. 4. Pemasangan lampu pada relay switch. Hal ini dilakukan untuk menghubungkan lampu dengan saklar agar bisa mengontrol lampu. 5. Pemasangan motor dc pada relay switch. Motor dc adalah yang memompa air untuk menyiram tanaman. 6. Melakukan coding arduino untuk dapat mengatur dan mengambil data pada motor servo, motor dc, lampu, dan relay switch. 7. Melakukan coding python untuk dapat menggunakan kamera pengawas pada web. 8. Membuat user interface (UI) pada web server yang akan dikoneksikan dengan arduino menggunakan PHP dan database MySql. Berikut adalah perancangan smart home secara real Gambar 3.1 Denah Realisasi Smart Home 21
Keterangan : : Computer server (Latte Panda/Raspberry phi 3) : Saklar tukar : Lampu : CCTV : Sensor Kebakaran : Sensor suhu dan kelembapan tanah : Motor air taman : Motor penggerak gerbang : Sensor gerbang Penjelasan : Smart Home menggunakan Lattepanda atau Raspberry phi 3 sebagai server dan menggunakan arduino sebagai controler hardware. Saklar yang digunakan adalah saklar tukar dengan pasangan relay yang ditempatkan pada kotak saklar masing-masing, jadi saklar bisa dihidupkan secara manual atau dengan kontroler. Komunikasi dari relay ke arduino menggunakan sinyal radio, jadi tidak perlu menambah kabel. 3.4 Perakitan Alat Dalam tahap ini akan dibahas tentang bagaimana perakitan alat yang digunakan dalam membangun sistem smart home sehingga berjalan sesuai dengan yang direncanakan oleh penulis. Berikut adalah tahapannya; 1. Pembuatan Maket Maket terbuat dari bahan akrilik dengan membuat bentuk rumah sebagai tempat untuk rangkaian yang akan dibangun. Gambar 3.2 Prototype 22
2. Pemasangan Alat pada Aduino. Gambar 3.3 Pemasangan alat pada Arduino Keterangan : 1. Arduino 7. Lampu 2. Arduino 8. Motor DC 3. Motor Servo 9. Adaptor 4. Relay Switch 8 10. Limit Switch 5. Toggle Switch 11. Resistor 6. Resistor Pada sistem ini menggunakan 2 arduino yang masing-masing memiliki fungsi yang berbeda. Pada arduino 1 berfungsi sebagai penerima perintah dari komputer server, sedangkan arduino 2 berfungsi untuk mengirim data menuju komputer server. Arduino 1 menerima perintah dari komputer server yang kemudian mengatur on/off relay pada pin 7-12 kemudian relay mengatur on/off lampu dan motor dc, kemudian pada motor servo diatur oleh pin 3 dan 4. Arduino 2 mengirim data menuju komputer server berupa sensor on/off pada lampu, motor dc, dan motor servo. Untuk lampu menggunakan port 8-12, untuk motor dc menggunakan port 7, dan untuk motor servo menggunakan sensor 23
limit switch pada port 6, saat motor servo menutup gerbang limit switch akan tertekan. 3. Menghubungkan sistem dengan arduino. Berikut merupakan script untuk menghubungkan sistem dengan arduino dalam hal mengirim dan menerima perintah dari arduino menuju komputer server, berikut adalah script-nya; 4. Mengirim perintah menuju arduino Gambar 3.4 Script Processing Berikut adalah script untuk mengirim perintah dari arduino ke komputer server 24
Gambar 3.5 Script kirim data ke arduino 25
5. Arduino menerima perintah Berikut adalah script arduino menerima perintah dari komputer server 26
27
Gambar 3.6 Script arduino menerima perintah 3.5 Arsitektur Sistem 3.5.1 Topologi Jaringan Tahap ini akan membahas topologi jaringan yang diterapkan dalam sistem smart home yang sedang dibangun oleh penulis. Sistem ini menggunakan Arduino sebagai controller dan membutuhkan koneksi internet. Berikut adalah topologi jaringan dari sistem smart home yang dibangun. Gambar 3.7 Topologi Jaringan pada Sistem Smart Home Pada gambar topologi diatas dapat dijelaskan jika admin atau user pada halaman web mengirim perintah, maka perintah tersebut akan diproses oleh arduino dan kemudian arduino mengirim respon pada komputer server atas apa yang telah diperintahkan. Misalkan admin atau user menekan perintah untuk menyalakan lampu, maka arduino menerima perintah tersebut dan kemudian memproses untuk menyalakan lampu. 28
3.5.2 Diagram Alur Diagram alur dari sistem smart home yang dibangun menggunakan Arduino sebagai controller. Pertama admin atau user harus melakukan login terlebih dahulu untuk dapat melakukan hak akses yang telah diberikan. Perbedaan pembagian hak akses antara admin dan user hanya terdapat pada menu user dan camera yaitu, admin dapat memanajemen data user dan kamera, meliputi tambah, edit dan hapus data, sedangkan untuk user hanya dapat mengedit datanya sendiri. Hak akses yang lain dapat dilakukan oleh admin atau user. Gambar 3.8 Flowchart 3.6 Desain Interface 3.6.1 Tampilan Login Form login digunakan pengguna yang sudah terdaftar untuk masuk ke dalam sistem. 29
Gambar 3.9 Rancangan form login 3.6.2 Form Pengaturan User Beberapa form berikut digunakan untuk melakukan beberapa fungsi pada data user atau admin, meliputi hapus, edit, dan tambah data yang hanya bisa dilakukan oleh admin, sedangkan user hanya bisa edit datanya sendiri tanpa bisa menambah atau menghapus data. Form ini dibuat untuk melihat data yang sudah terdaftar sebagai user atau admin. Gambar 3.10 Rancangan User Data Pada Admin 30
Gambar 3.11 Rancangan User Data Pada User Form ini dibuat dengan tujuan untuk menambah daftar user. Gambar 3.12 Rancangan Tambah User Form ini dibuat dengan tujuan untuk konfirmasi persetujuan menghapus daftar pada data user. Gambar 3.13 Rancangan Delete User 31
3.6.3 Tampilan Monitoring Camera Pada tampilan berikut, user dapat melihat kegiatan apa saja yang terjadi di rumah melalui cctv yang telah dipasang dan dihubungkan melalui web. Gambar 3.14 Rancangan Monitoring Camera 3.6.4 Tampilan Pengontrolan Lampu Pada tampilan berikut merupakan rancangan yang akan dibuat dalam pengontrolan lampu. Gambar 3.15 Rancangan Kontrol Lampu 3.6.5 Tampilan Pengontrolan Taman Pengontrolan siram tanaman hanya dilakukan dengan menekan tombol yang tersedia. 32
Gambar 3.16 Rancangan Penyiram Tanaman 3.6.6 Tampilan Pengontrolan Gerbang Sama halnya dengan pengontrolan taman, pengontrolan gerbang ini berfungsi saat menekan tombol yang tersedia. Gambar 3.17 Rancangan Pengontrolan Gerbang 33